Письма с Дальнего Востока и Соловков

По прежнему, а может быть и более прежняго, я погружен мыслями в мерзлоту. Тут все, и явления природы, и интересы строительства, и разговоры окружающих наводят на эту тему. К тому же у меня с П. Н. происходят деятельные сборы и приготовления к поездке—переселению на мерзлотную станцию в Сковородино (б. ст. Рухлово на стыке Забайкальской и Уссурийской железных дорог). Там надо будет произвести ряд опытов, наблюдать мерзлотные явления, соприкасаться с ними в условиях строительства. Набрал я много материалов, относящихся к физике и, отчасти, геологии этих процессов, сделал сводки. Мне кажется, я уже разгадал механизм образования так называемых пучин, причем оказалось, что развиваемые в литературе взгляды неверны и во всяком случае существенно неполны. Даже удивительно, до чего люди не наблюдательны. Например здесь на каждом шагу можно видеть длинные и широкие трещины, т. н. «морозовые трещины», — в почве, во льду рек и наледей. Все пишут и говорят, что причины их неизвестны. Ho простая очевидность указывает на наличие в почве, наряду с положительными давлениями по вертикали, давлениями пучения, — также и отрицательных давлений, или растяжений, по горизонтали, сил разрывающих грунт. Механизм возникновения тех и других сил оказался простой, но) вовсе не «расширение воды при замерзании», на 9%, которое у всех на языке и на уме. Дело—в давлениях и натяжениях при процессе кристаллизации воды, т. е. в силэс не гидростатических, не всесторонних, а векторных, с направленностью по осям кристаллической решетки, по которым идеториентировка молекул льда (вода, или то, что обычно называет водою есть раствор льда — тригидрола (H₂O)₃H пара — ^ногидрола (H₂O)₁ в собственно воде, дигид- роле (H₂O)₂. Прцесс охлаждения воды ведет к увеличению концентрации тригидрола, и когда этих молекул становится много, они выкрісталлизовываются в направлении линии распространения теіла или, точнее, против них, причем имеют стремление присасываться к твердым поверхностям на которых имеется адсорбированный слой воды, надо полагать в уже твердом состоянш, посколько адсорбированные молекулы бывают ориентирошны. Твердое тело, прикасающееся ко льду, вызывает в нем різдражение, и лед разрастается в направлении нажимающей на него поверхности, как ткань разрастается, когда ее что‑нибудь раздражает. С точки зрения общей энергетики это есть проявление принципа Ле–Шателье. Система стремится сохранить наличное свое состояние, развивая такие процессы, которые как раз обратны фактору, вызывающему ее изменение. Если на лед производится некоторое давление, то он, при слабых дазлениях (до 15 кг/см²) и низких t° противодействует сжимающему усилию ростом именно в этом направлении, а при сильных давлениях и сравнительно высоких t° повышает свою точк/ плавления, как это выяснено Джемсом и Вильямом Томсонами, ибо таяние льда ведет к повышению его температуры и, следовательно, к тепловому расширению, которое противодействует производимому давлением сокращению объема. Этот раздражающий эффект настолько велик, что ведет к поднятию тяжестей, слоев грунта, строений, скал, разрыву трещин. Мне рассказывали о случаях, когда замерзание воды, находящейся под огромными валунами 10x8x5 метров, приподымало их, например на 10 см, несмотря на то, что вода имела полную возможность вытечь из под * камня и замерзнуть где‑нибудь в стороне. Ho она, напротив, собиралась силами кристаллизации под валун и вопреки законам гидростатики давила по вертикали вверх. Мало того. Чтобы выкристаллизоваться в направлении противодействия (с силою до 15 кг/см²) давлению, вещество воды заимствуется из окружающей среды и с боковых граней того же кристалла. Он «тает» там, где нет давления, чтобы своим материалом питать ростущую* под действием раздражения грань. Отсюда—появление отрицательного давления на этих гранях, т. е. боковых и подсасывающее действие растущего кристалла: он сокращается вширину * (т. е. в направлениях перпендикулярных к главной оси — направлению роста) и, следовательно отрывается от других ему параллельных кристаллов; в образующиеся трещины всасывается вода, поступающая на рост разражаемой грани, следовательно образуется вновь пониженное давление. Таким образом наледь растет, трескается, снова расЕт и пучит грунт, над нею находящийся, а также раздвигаютс. частицы грунта, между которыми возникают кристаллы льда Что это явление не имеет ничего общего с объемным расширешем воды при замерзании свидетельствует хотя бы факт возникновения подобных же эффектов в жидкостях при затвердеваніи свой объем не увеличивающих, а, напротив, уменынающіх. Контрольные опыты в этом направлении я буду еще произодить в Сковородине.

Вот, все письмо вышло о мерзло е. Уже поздно, надо уходить, а то останусь без ужина. Цеіую тебя, мой дорогой. Боюсь, что ты по прежнему плохо питаешься, и это меня очень безпокоит. Сделали ли вы с мамой относительно питания то, что я писал ранее? Получили ли «Справочник» и «Техн. Энциклопедию»?

П. Флоренский